Big Data Analytics Methods for Collision and Grounding Risk Analysis in Real Conditions: Framework, Evaluation, and Applications

Julkaisun otsikon käännös: Big Data -tutkimusmenetelmät törmäys- ja karilleajoriskianalyysiin todellisissa olosuhteissa: puitteet, arviointi ja sovellukset

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Laivojen yhteentörmäykset ja karilleajot ovat yleisimmät merionnettomuudet. Ne johtavat usein vaurioihin, jotka aiheuttavat laivaan vuotoja, jonka seurauksena laiva voi kaatua johtaen ihmishenkien menetyksiin tai öljyvuotoihin. Yhteentörmäys- ja pohjakosketusriskit voidaan arvioida laadullisesti asiantuntija-arviolla tai kvantitatiivisesti meriliikennetietojen analysoinnin avulla. Tästä huolimatta datalähtöiset tutkimukset, jotka kuvaavat todellisia toimintaolosuhteita suuria tietomääriä hyödyntäen, ovat edelleen rajallisia. Tässä työssä on kehitetty suureen tietomäärään (ns Big Data) perustuvia tutkimusmenetelmiä törmäys- ja karilleajoriskien arvioimiseen todellisissa käyttöolosuhteissa. Laiva on mallinnettu jäykän kappaleen dynaamisena systeeminä, johon vaikuttaa aallokon aiheuttamat liikkeet, muiden alusten liikennevirrat ja ympäristöolosuhteet. Kehitetty menetelmä perustuu tietopohjaiseen viitekehykseen, jonka tavoitteena on tukea ennakoivaa riskienhallintakäytäntöä, älykästä liikenteen seurantaa ja siihen liittyvien riskienhallintavaihtoehtojen käyttöönottoa olemassa olevien ja tulevaisuuden viranomaisvaatimusten mukaisesti. Menetelmissä hyödynnetään automaattisen tunnistusjärjestelmän (AIS) suuria datavirtoja sekä reaaliaikaista hydrometeorologista (kuten tuulet, aallokko, virtaukset jne.) tietoa ja syvyysdataa. Tulokset validoidaan tutkimalla Suomenlahdella (GoF) liikennöivien risteilyalusten mahdollisia yhteentörmäyksiä ja karilleajoja avoveden aikana. Esitellyt ideat voivat avustaa: (1) tunnistamaan kriittisiä yhteentörmäys- ja karilleajotilanteita, joita ei tällä hetkellä oteta huomioon olemassa olevassa onnettomuustietokannassa, (2) idealisoimaan riskitilanteissa olevia laivoja todellisissa olosuhteissa, (3) määrittelemään uusien yhteentörmäys- ja karilleajoriskien kriteerejä tapauskohtaisesti uusien suorituskykyyn perustuvien standardien kehittämiseksi, ja (4) ennustamaan laivan aikariippuvaista liikerataa riskitilanteiden tunnistamiseksi etukäteen ja riskien vähentämiseksi jo ennakolta. Isojen tietovirtojen todennäköisyyspohjainen toteutus on todettu hyödylliseksi törmäys- ja pohjakosketusriskien ennakoivassa arvioinnissa todellisissa käyttöolosuhteissa, ja koneoppimismenetelmät (ML) voivat parantaa ymmärrystämme alusten liikeratojen vaikutuksesta toimintariskiin. Johtopäätöksenä todetaan, että keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä ehdotetut lähestymistavat voivat auttaa kehittämään merenkulun riskinhallintatyökaluja ja älykkäitä päätöksenteon tukijärjestelmiä käytössä oleville aluksille. Tällaiset menetelmät voivat auttaa parantamaan alusten turvallisuusstandardeja ja operointi periaatteita.
Julkaisun otsikon käännösBig Data -tutkimusmenetelmät törmäys- ja karilleajoriskianalyysiin todellisissa olosuhteissa: puitteet, arviointi ja sovellukset
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Hirdaris, Spyros, Vastuuprofessori
  • Kujala, Pentti, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1066-1
Sähköinen ISBN978-952-64-1067-8
TilaJulkaistu - 2022
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • laivojen turvallisuus
  • suuri tietomäärä (Big Data) tutkimus
  • koneoppimismenetelmät
  • törmäys- ja karilleajoriskit
  • hydrometeorologiset olosuhteet
  • laivan dynamiikka

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Big Data -tutkimusmenetelmät törmäys- ja karilleajoriskianalyysiin todellisissa olosuhteissa: puitteet, arviointi ja sovellukset'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä